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Graduiertenkolleg 2078, Teilprojekt C2: Charakterisierung der Mikrostruktur von SMC und LFT Verbunden sowie kontinuierlich-diskontinuierlich faserverstärkter Polymere (CoDiCoFRP)

M.Sc. Ludwig Schöttl

Einführung und Motivation

Sheet Moulding Compounds sind plattenförmige Pressmassen, die aus duroplastischen Reaktionsharzen mit Glas- oder Kohlenstoffaser und Additiven bzw. Füllstoffen bestehen und über einen Fließpressprozess zu Strukturbauteilen verarbeitet werden können. Diskontinuierlich verstärkte SMC (DiCoFRP) zeichnen sich durch ein sehr gutes Fließverhalten aus und erhöhen somit die Designfreiheit bei der Bauteilgestaltung. Dahingegen weisen kontinuierlich verstärkte SMC (CoFRP) eine wesentlich höhere Lasttragfähigkeit auf. Eine optimale Kombination von kontinuierlich und diskontinuierlich verstärkten Strukturen innerhalb eines Bauteils ermöglicht es somit eine große Gestaltungsfreiheit mit lokal hohen Steifigkeiten und Festigkeiten zu vereinen. Die International Research Training Group zielt darauf ab ein grundlegendes Verständnis über die Kombination von kontinuierlichen und diskontinuierlichen Verstärkungsstrukturen im Hinblick auf Materialeigenschaften, Simulation und Design sowie Prozesstechnik schaffen.

Ziele

Für die Modellierungs- und Simulationsprojekte ist es notwendig möglichst exakte Beschreibungen der Mikrostruktur von CoDiCoFRP zu erzeugen. Ein wichtiges Werkzeug hierfür ist die Computertomographie, mit deren Hilfe sowohl Orientierungsinformationen in Form von  Orientierunstensoren als auch Faserlängenverteilungen erstellt werden sollen. Ein weiteres Ziel ist die Durchführung von In-Situ-Versuchen auf Mikroebene, wodurch es möglich wird, Modelle mittels einer exakten Mikrostrukturbeschreibung an derselben Probe zu validieren, indem die Ergebnisse mit dem lokalen Dehnungsfeld der realen Versuche abgeglichen werden. Des Weiteren soll die Grenzfläche zwischen Faser und Matrix bezüglich ihrer Festigkeit und chemischen Effekten charakterisiert werden.

Methoden

  • µCT Bildauswertung
  • In-situ Prüfung (µCT)
  • Push-Out-Test
  • Fragmentation Test

Finanzierung

DFG-Projekt : International Research Training Group 2078 :  Integrated engineering of continuous-discontinuous long fiber reinforced polymer structures.

Weitere Informationen

Weiterführende Informationen finden Sie hier.